Действует ли электромагнитная волна на заряженную частицу?
Можете ответить на мои наивные и глупые вопросы?
Допустим, в пространстве у нас есть электрон. До него откуда-то дошла электромагнитная волна. Соответственно, в точке, в которой находится электрон, напряженность электрического поля из-за волны стала ненулевой. Значит, на электрон начала действовать электрическая сила, под действием которой он должен переместиться. Но тут появляется несколько вопросов.
1) Действует ли вообще электромагнитная волна на заряженную частицу?
2) Если да. Направление вектора напряженности электрического (и магнитного) полей будет постоянно менять направление в течение полупериода (ведь волна синусоидальная). Значит, станет меняться и направление силы. Электрон будет колебаться, что ли?
3) Переносчиком электромагнитного взаимодействия являются виртуальные фотоны. Но как тогда волна, состоящая из реальных, а не виртуальных, фотонов может действовать на заряженные частицы?
4) Если мощность волны (скажем, она сферическая) неизменна, то через сферу любого радиуса, окружающую источник, проходит в секунду одинаковое число энергии, т.е. одинаковое число фотонов. Это значит, что плотность потока фотонов уменьшается с расстоянием?
5) Если плотность уменьшается, то значит ли это, что на очень большом расстоянии есть вероятность того, что ни один фотон просто не попадет в электрон, т.е. волна как бы пройдет его насквозь, не подействовав на него? Но если мы рассматриваем систему двух заряженных частиц, одна из которых поколебалась с ускорением, отдалилась и создала эту волну, о которой мы тут разглагольствуем, то другая частица, приняв волну, должна понять, что первая частица теперь находится дальше и кулоновская сила между ними двумя должна ослабнуть. Но как она ослабнет, если ни один фотон, испущенный ускоренной первой частицы, так и не дошел до второй?
ФизикаФотоны+3
Анонимный вопрос · · 3,6 K
Много вопросов. Будет много ответов.
Действует ли электромагнитная волна на заряженную частицу?
Да, действует. При распространении электромагнитной волны попеременно меняются величины и направления напряжённости электрического Е и магнитного Н поля.
На заряженную частицу будет действовать сила Кулона и сила Лоренца.
Направление вектора напряженности электрического (и магнитного) полей будет постоянно менять направление в течение полупериода. Значит, станет меняться и направление силы.
Да, именно так и будет.
Переносчиком электромагнитного взаимодействия являются виртуальные фотоны.
В данном случае мы имеем дело с реальными фотонами. Виртуальные фотоны тоже бывают, но это совсем другой вопрос.
Но как тогда волна, состоящая из реальных, а не виртуальных, фотонов может действовать на заряженные частицы?
Парадокс возникает от того, что Вы слишком буквально понимаете слово волна, а частицы, в том числе фотоны, как шарики. На самом деле, это не так. В данном случае, с точки зрения классической физики, на заряженные частицы действует электромагнитное поле, у которого волнообразно меняются вектора напряжённостей.
Если мощность волны (скажем, она сферическая) неизменна, то через сферу любого радиуса, окружающую источник, проходит в секунду одинаковое число энергии, т.е. одинаковое число фотонов. Это значит, что плотность потока фотонов уменьшается с расстоянием?
Мы хотим измерить количество фотонов на единицу площади, в штуках на квадратный метр. Количество фотонов в числителе остаётся неизменным, а площадь сферы в знаменателе растёт с радиусом S=4*П*R^2. Значит эта величина уменьшается с расстоянием.
Если плотность уменьшается, то значит ли это, что на очень большом расстоянии есть вероятность того, что ни один фотон просто не попадет в электрон,
Не совсем так. Фотон не шарик, а квант поля, грубо говоря - дозированный кусок энергии, нечётко оформленный в пространстве. Электромагнитное поле в пространстве не локализовано, нельзя сказать что в этой точке поле есть, а в этой его уже нет. Напряженности спадают гладко по мере удаления от источника.
Фотоны могут огибать препятствие, но по другой причине, которая называется дифракцией.
Но если мы рассматриваем систему двух заряженных частиц, одна из которых поколебалась с ускорением, отдалилась и ...
Это надо делать расчёты. Будет задача двух тел с учётом электромагнитного взаимодействия
1. Чему равна энергия ЭМ волны в точке одновременного пересечения E, H c осью x на вашем рисунке?
2. Одиночный... Читать дальше
Большинство недоумений от подобных вопросов вызвано тем, что никто до сих пор не понял суть корпускулярно-волнового дуализма. Попробую ответить так, как это принято.
1, 2) электромагнитная волна действует на заряженную... Читать далее
2 эксперта согласныи1 эксперт не согласен
Вадим Романский
21 мар 2022возражает
0) корпускулярно-волновой дуализм тут как-то ни при чем, да и сам по себе - морально устаревшая концепция
1) сила... Читать дальше